Virtualisation
Qu’est-ce que la virtualisation ?
La virtualisation est un processus qui permet de créer plusieurs environnements informatiques simulés à partir d’un seul pool de ressources système physiques. Cette technologie est souvent utilisée pour exécuter simultanément plusieurs systèmes d’exploitation sur un même système matériel.
La séparation du matériel et du logiciel
Grâce à la virtualisation, des ressources qui n’étaient autrefois disponibles que sous forme physique, comme les serveurs, les dispositifs de stockage ou les systèmes de bureau, sont abstraites sous une forme numérique. Cette technologie sépare le matériel physique du logiciel qui s’exécute sur celui-ci. Cela permet une exploitation plus efficace des ressources matérielles du fait de la segmentation des ressources des grands systèmes en parties plus petites, plus efficaces et plus faciles à partager. Ces segments peuvent ensuite être distribués entre différentes applications et différents utilisateurs présentant des besoins variés par le biais de machines virtuelles (VM). L’une des utilisations les plus courantes de cette technologie consiste à déployer des applications destinées à d’autres systèmes d’exploitation sans avoir à les exécuter sur un système matériel spécifique.
Aucune dépendance ni limitation par rapport au matériel physique
La virtualisation offre également une plus grande flexibilité et un meilleur contrôle dans la mesure où elle élimine toute dépendance à l’égard d’une unité matérielle donnée. Les applications exécutées sur une VM ont accès aux mêmes ressources matérielles et logicielles que si elles étaient exécutées sur leur propre machine dédiée. Cependant, même si plusieurs VM fonctionnent sur un même système hôte, chacune d’entre elles est isolée des autres VM, ce qui assure une sécurité supplémentaire pour ces dernières comme pour l’hôte.
Petite histoire de la virtualisation
La virtualisation trouve ses racines à l’époque des gros ordinateurs centraux, dans les années 1960, où chacune de ces énormes machines physiques ne pouvait travailler que sur un seul processus à la fois. Puis les clients ont commencé à exiger que ces investissements majeurs puissent prendre en charge plus d’un utilisateur ou d’un processus à la fois. À la fin des années 1960, IBM a développé le système d’exploitation CP-67, un hyperviseur précoce qui a introduit la mémoire virtuelle dans la famille de serveurs System 360 de la société. Cependant, d’autres solutions permettant à plusieurs utilisateurs de travailler sur un même serveur ont été développées, et la virtualisation est restée une technologie de niche pendant plusieurs décennies.
Dans les années 1990, alors que de nombreuses entreprises devaient relever le défi de maintenir leurs stacks informatiques à fournisseur unique et leurs applications existantes, elles ont pris conscience de la nécessité de faire un meilleur usage de leurs ressources serveur souvent sous-utilisées. En adoptant la virtualisation, elles pouvaient non seulement partitionner plus efficacement leur infrastructure de serveurs, mais aussi exécuter leurs anciennes applications sur différents types et versions de systèmes d’exploitation. En raison de son vaste réseau composé de nombreux types d’ordinateurs fonctionnant sous différents systèmes d’exploitation, Internet a contribué à l’adoption de la virtualisation. En se généralisant, la virtualisation a permis de réduire le verrouillage des serveurs par les fournisseurs et a servi de base au développement du cloud computing.
Comment fonctionne la virtualisation ?
La virtualisation est rendue possible par une couche logicielle appelée hyperviseur. Ce logiciel abstrait les ressources de son système hôte, qu’il s’agisse du processeur central, du processeur graphique, de la mémoire, de l’espace de stockage ou de la bande passante réseau, et les répartit dynamiquement entre un certain nombre de machines virtuelles (VM) fonctionnant sur le système en fonction des demandes de ressources qu’il reçoit. Chaque VM fonctionne comme un fichier de données unique sur le système hôte et peut facilement être déplacée d’un système à l’autre, ou même dans le cloud, et fonctionner de la même manière lorsqu’elle est rouverte.
Les différents types de virtualisation
La technologie de virtualisation continue d’évoluer et ses applications sont de plus en plus nombreuses.
- La virtualisation de serveurs est l’application la plus courante de la technologie de virtualisation sur le marché actuel. Les serveurs étant conçus pour traiter un volume élevé de tâches, le fait qu’ils soient partitionnés de façon à ce que leurs composants puissent être utilisés plus efficacement pour servir de multiples fonctions dans le système peut s’avérer extrêmement bénéfique pour beaucoup d’entreprises.
- La virtualisation du stockage consiste en un groupe de serveurs gérés par un système de stockage virtuel. Ce système gère le stockage provenant de plusieurs sources et le traite comme un pool de stockage unique, quelles que soient les différences matérielles entre les systèmes hôtes. Cette virtualisation facilite l’exécution des tâches de sauvegarde, d’archivage et de reprise.
- La virtualisation d’application dissocie l’application du système d’exploitation et du matériel sur lesquels elle fonctionne. L’utilisateur final accède généralement aux applications virtualisées sur un client léger, tandis que l’application elle-même fonctionne sur un serveur de datacenter connecté via Internet. Cela peut faciliter l’exécution d’applications qui nécessitent des versions plus anciennes du système d’exploitation ou qui peuvent mettre en danger d’autres ressources du système.
- La virtualisation des postes de travail, ou infrastructure de bureau virtuel (VDI), reproduit l’environnement de poste de travail d’un utilisateur dans un système logiciel accessible à distance via Internet. Tous les éléments de l’espace de travail physique sont stockés sur le serveur, et les utilisateurs finaux bénéficient d’une expérience similaire quel que soit l’appareil qu’ils utilisent. Toutes les données et tous les programmes des utilisateurs existent sur le serveur hôte, et non sur l’appareil de l’utilisateur final.
- La virtualisation de réseau sépare le réseau virtuel de son matériel sous-jacent. Les commutateurs virtuels se chargent de la gestion des réseaux. La virtualisation de réseau permet aux administrateurs d’allouer et de distribuer plus facilement les ressources pour obtenir des performances réseau plus élevées et plus stables.
Les cas d’utilisation courants de la virtualisation
La virtualisation présente des avantages pour les entreprises de toutes tailles, des PME aux multinationales. S’il peut sembler compliqué de se lancer dans la virtualisation, les avantages à long terme en valent largement la peine.
La virtualisation permet aux entreprises d’utiliser plus efficacement leur infrastructure informatique. Plusieurs VM ou VDI peuvent être hébergées à partir d’un seul serveur matériel, ce qui permet de réduire les coûts en énergie et en refroidissement, ainsi que les coûts liés à la sous-utilisation du matériel. Et la réduction de la quantité de matériel simplifie grandement la maintenance et la gestion du cycle de vie des actifs.
La virtualisation de serveurs s’est avérée cruciale pour maintes entreprises avec l’adoption croissante d’environnements de travail distants ou hybrides. La VDI, les services de bureau à distance (RDS), les postes de travail virtuels et d’autres technologies similaires permettent aux employés de rester productifs grâce à des performances fiables et à un accès facile aux fichiers et aux données dont ils ont besoin pour travailler.
La reprise après sinistre (DR) constitue une autre utilisation courante de la virtualisation. La sauvegarde des fichiers de VM à partir d’un nombre limité de serveurs prend beaucoup moins de temps que la sauvegarde des données à partir d’une multitude de machines dédiées. La virtualisation facilite également le déplacement des données vers d’autres machines physiques en cas de panne matérielle ou autre catastrophe.
Pour le développement de logiciels ou d’applications, la virtualisation réduit le coût et simplifie le processus de provisionnement de nouvelles ressources aux équipes de développement. Non seulement les nouvelles VM peuvent être lancées rapidement, mais elles sont de plus séparées de l’infrastructure sous-jacente et des autres instances de VM se trouvant sur le même hôte. Cela permet d’éviter que des problèmes dans l’environnement de développement n’affectent le reste du système.
Mais les avantages des VM en matière de sécurité ne se limitent pas aux opérations de développement et de test. Si vous devez accéder à des fichiers ou données suspects, l’application appropriée peut être exécutée dans un environnement en quarantaine, ou « sandbox », qui n’utilise qu’un minimum de ressources système et d’espace de stockage. Les logiciels et les applications étant ainsi séparés les uns des autres, il est plus difficile pour les logiciels malveillants et autres cybermenaces de se propager dans votre système.
Les types de virtualisation
A. Virtualisation de serveur
- La technologie de virtualisation de serveur permet à de nombreux serveurs virtuels de fonctionner sur un seul serveur physique, optimisant ainsi l’efficacité des ressources.
- Les hyperviseurs, de type 1 (bare metal) et de type 2 (hébergé), gèrent les machines virtuelles et facilitent la virtualisation des serveurs.
B. Virtualisation de réseau
- La virtualisation de réseau consiste à virtualiser les fonctions et les ressources du réseau afin d’améliorer la flexibilité et l’efficacité.
- Les réseaux software-defined (SDN) et les couches de virtualisation réseau permettent de créer des réseaux virtuels et d’en centraliser la gestion.
C. Virtualisation du stockage
- La virtualisation du stockage suppose une virtualisation des ressources de stockage et une gestion des données.
- Les architectures et les technologies de virtualisation du stockage assurent un provisionnement efficace du stockage, une migration des données et une gestion centralisée.
D. Virtualisation des postes de travail
- La virtualisation des postes de travail virtualise les environnements de bureau et les espaces de travail des utilisateurs, garantissant une flexibilité et un accès depuis une variété d’appareils.
- Les technologies d’infrastructure de bureau virtuel (VDI) et de virtualisation des applications permettent de fournir et de gérer des postes de travail et des applications virtuels.
Avantages et cas d’utilisation de la virtualisation
A. Économies et efficacité
- La virtualisation sert à réaliser des économies en consolidant l’infrastructure, et en réduisant les coûts de matériel et d’occupation de l’espace.
- Pour ce faire, elle améliore l’utilisation des ressources, accroît l’efficacité énergétique et optimise la gestion de l’infrastructure.
B. Évolutivité et flexibilité
- La virtualisation autorise un provisionnement rapide des ressources virtuelles, ce qui accélère l’adaptation à la demande.
- Elle contribue à augmenter ou à réduire efficacement les ressources allouées en fonction de la charge de travail.
C. Continuité de l’activité et reprise après sinistre
- La virtualisation assure la protection et la haute disponibilité des données grâce à des fonctions telles que la réplication et la migration en direct, garantissant ainsi la continuité de l’activité.
- Elle s’appuie sur des stratégies de reprise après sinistre telles que le basculement entre sites, entraînant une réduction des temps d’arrêt et garantissant la sécurité des données.
D. Environnements de développement et de test
- La virtualisation simplifie la création d’environnements de test isolés, ce qui réduit les conflits et assure la précision des résultats.
- Elle accélère les cycles de test et de développement avec la mise en place et la reproduction rapide d’environnements virtuels, et l’optimisation du développement et des tests de logiciels.
Technologies et composants de virtualisation
A. Hyperviseurs
- Les hyperviseurs de type 1 (bare metal) s’exécutent directement sur le matériel hôte, tandis que les hyperviseurs de type 2 (hébergés) nécessitent un système d’exploitation.
- Les hyperviseurs proposent diverses fonctions, capacités de gestion et options de fournisseurs, ce qui assure la flexibilité et le contrôle des environnements virtualisés.
B. Machines virtuelles
- Les machines virtuelles sont des émulations logicielles d’ordinateurs physiques capables d’utiliser des systèmes d’exploitation et des applications.
- Les machines virtuelles sont créées, gérées et déplacées à l’aide d’un logiciel de virtualisation, ce qui permet une flexibilité, une portabilité et une allocation efficace des ressources.
C. Mise en réseau virtuelle
- Les commutateurs virtuels, les réseaux LAN virtuels (VLAN) et les routeurs virtuels assurent la connectivité et la segmentation du réseau dans des environnements virtualisés.
- La configuration et la connectivité du réseau dans les environnements virtualisés sont gérées par des composants de réseau virtuels, pour plus de flexibilité et de contrôle.
D. Technologies de virtualisation du stockage
- Les réseaux de stockage (SAN) et les systèmes de stockage en réseau (NAS) fournissent des ressources de stockage pour les environnements virtualisés.
- Les plateformes de virtualisation du stockage et les solutions de stockage software-defined permettent d’abstraire et de gérer les ressources de stockage, garantissant un stockage et une gestion efficaces des données.
Difficultés et éléments à prendre en compte pour la virtualisation
A. Performance et allocation des ressources
- L’optimisation des performances nécessite une gestion des conflits de ressources entre les machines virtuelles et une bonne allocation des ressources.
- Les outils de surveillance visent à repérer et résoudre les problèmes de performance dans les systèmes virtualisés afin d’obtenir des performances maximales.
B. Sécurité et isolement
- La protection des environnements virtualisés comprend la prévention de l’évasion des machines virtuelles et la mise en œuvre de contrôles d’accès et de mesures de segmentation du réseau.
- L’isolation des machines virtuelles et la protection contre les accès non autorisés sont des éléments essentiels au maintien de la sécurité.
C. Compatibilité et intégration
- La virtualisation peut être confrontée à des problèmes de compatibilité avec les systèmes et applications existants nécessitant une attention particulière lors de la migration.
- Une planification et une exécution efficaces sont indispensables pour intégrer les environnements virtualisés aux systèmes existants tels que le réseau et le stockage.
D. Gestion et administration
- Les outils de gestion et de surveillance centralisés permettent une administration efficace de l’infrastructure virtualisée, garantissant performance et stabilité.
- Les outils d’automatisation et d’orchestration rationalisent les tâches de gestion, améliorant la productivité et permettant une configuration et un déploiement uniformes.
Meilleures pratiques de virtualisation
A. Planification de capacité et optimisation des performances
- Pour garantir une utilisation efficace des ressources, évaluez les besoins en ressources et planifiez les capacités en conséquence.
- Améliorez les performances du système en optimisant le placement des charges de travail et en ajustant l’allocation des ressources à l’aide de techniques de perfectionnement des performances.
B. Mesures de sécurité et de conformité
- Renforcez la sécurité des environnements virtualisés en mettant en œuvre des contrôles de sécurité tels que la segmentation du réseau et les contrôles d’accès.
- Respectez les consignes de conformité, telles que la réglementation en matière de protection des données et de confidentialité, afin de garantir la conformité dans les environnements virtualisés.
C. Stratégies de reprise après sinistre et sauvegarde
- Protégez-vous contre la perte de données et instaurez une reprise après sinistre en établissant des procédures de sauvegarde et de restauration spécifiques aux systèmes virtualisés.
- Pour gérer efficacement les perturbations, assurez la continuité de l’activité grâce à un plan de reprise après sinistre intégral comprenant des tests réguliers.
D. Virtualisation dans les environnements cloud
- Tirez parti de la virtualisation dans les environnements cloud publics, privés et hybrides pour garantir une allocation des ressources et une évolutivité flexibles.
- Optimisez la gestion de la virtualisation dans les déploiements cloud à l’aide de plateformes de gestion du cloud, et de techniques d’automatisation et d’optimisation des ressources.
Les solutions de virtualisation de HPE
Pour les entreprises dotées d’une infrastructure virtualisée, une problématique clé consiste à éviter les interruptions et les temps d’arrêt des applications. HPE propose plusieurs options de support pour les machines virtuelles avec HPE Infosight. HPE InfoSight utilise le machine learning basé sur le cloud pour optimiser les performances des machines virtuelles en diagnostiquant la cause profonde et en recommandant une mesure de correction efficace à partir d’une modélisation centrée sur les applications et les ressources. Ce fonctionnement autonome piloté par l’IA contribue à une visibilité renforcée et élimine les approximations grâce à des analyses centrées sur les machines virtuelles et les données.
Nos solutions renforcent l’agilité, la fiabilité et l’évolutivité de vos applications de niveau 1 et de vos applications critiques. L’infrastructure de stockage de HPE offre les niveaux différentiés de performances, d’intégration, de gestion et de disponibilité nécessaires aux déploiements de virtualisation de serveurs. Avec des architectures modernes spécialement conçues pour la virtualisation et des solutions adaptées aux environnements virtuels de toutes tailles, le stockage HPE optimise la densité des machines virtuelles et rationalise l’administration.
Les systèmes HPE SimpliVity offrent une plateforme hyperconvergée à l’échelle de l’entreprise qui permet d’accélérer les performances des applications, d’optimiser l’efficacité et la résilience, et de sauvegarder ou restaurer des VM en quelques secondes. De son côté, HPE Nimble Storage dHCI fournit une plateforme d’applications stratégiques intelligente qui allie la simplicité de la HCI à la flexibilité de l’infrastructure convergée. La solution HPE Primera assure quant à elle le stockage le plus intelligent au monde pour les applications stratégiques, conjuguant une résilience et des performances extrêmes avec l’agilité du cloud.
HPE propose également des solutions de stockage et des solutions cloud intelligentes pour les machines virtuelles as-a-service. HPE GreenLake vous permet de bénéficier d’une expérience cloud dans votre infrastructure sur site, et unifie vos environnements edge, vos clouds et vos datacenters. Pour votre infrastructure de machines virtuelles, HPE GreenLake offre des solutions basées sur des blocs de construction modulaires intégrant des matériels HPE de pointe avec les logiciels et services connexes. Plusieurs configurations sont disponibles afin de répondre aux besoins de toutes les charges de travail. Pour les utilisateurs en entreprise présentant des besoins très complexes et traitant de grands volumes, HPE GreenLake pour le cloud privé offre une expérience de cloud privé sur site gérée par HPE, qui allie des performances DevOps exceptionnelles avec la simplicité du pointer-cliquer.